GSM 手机原理及 MTK 芯片功能介绍

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目录第一部份： GSM 手机原理一、相关术语二、 GSM 系统原理三、 GSM 手机原理四、 MTK 平台芯片介绍五、关于手机质量第二部份：手机开发及生产流程一、手机开发流程二、手机生产流程

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一、相关术语 GSM ： Group Special Mobile 移动特别小组 Global system for Mo

bile communication 全球移动通信系统，主要应用在欧洲国家 CDMA ： Code Division Multiple Access 码分多址 ，主要

应用在韩国、美国 PHS ： Personal Handy-Phone System

个人手持电话系统，主要应用在日本、我国的小灵通

AMPS ： Advance Mobile Phone System高级移动电话服务，为模拟蜂窝系统，使用 800MHz 频谱，在美

国占主导地位，我国九十年代投入使用的移动电话系统，到 2000 年已淘汰。 GPRS ： General Packet Radio Service

通用分组无线服务，基于 GSM 技术的数据承载补充业务 MMI ： Man-Machine interface 人 - 机界面CMMB:China Mobile Multimedia Broadcasting （中国移动数字多媒体广播）的简称 .国家广电总局于 06 年 10 月颁布了中国移动多媒体广播行业标准，确定采用我国自主研发的移动电视接收标准 STiMi

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相关术语EDGE （ Enhanced Datarates for Global Evolution ）完全以目前的 GSM 标准为架构，不但能够将 GPRS 的功能发挥到极限，还可以透过目前的无线网络提供宽频多媒体的服务。 EDGE 的传输速度可以达到 384k ，可以应用在诸如无线多媒体、电子邮件、网络信息娱乐以及电视会议上。 ETSI ： European Telecommunication Standards Institute

欧洲电信标准委员会 WAP ： Wireless Application Protocol 无线应用协议 MMS ： Multimedia Messaging Service 多媒体信息服务 Java ：一种新型的计算机语言 FTA ： Full Type Approval 全面型号认证 3G ： 3rd 　 Generation 第三代WIFI:Wireless Fidelity ，又称 802.11b 标准，它的最大优点就是传输速度较高，可以达到 11Mbps ，另外它的有效距离也很长，同时也与已有的各种 802.11DSSS 设备兼容 . 最大距离可达 100 米。

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二、 GSM 系统

1 、 GSM 系统构成 MS ：移动台，包括移动终端、 SIM 卡 BSS ：基站子系统，包含 BTS( 基站收发器 ) 、 BSC( 基站控制器 )

NSS ：交换网路子系统，包含 MSC ( 移动业务交换中心）、 VLR( 拜访位置寄存器 ) 、 HLR( 归属位置寄存器 ) 、 AUC( 鉴权中心 ) 和 EIR( 移动设备识别寄存器 )

MS

BTS

BTS

BSC

MSC 公网

空中接口

前向信道

反向信道

上行链路

下行链路

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二、 GSM 系统

2 、工作频段GSM900 ：小区半径 35km 上行 890~915MHZ 下行将 935~960MHZ

通道号 1---124 信道 .

DCS1800 ：小区半径 2km( 由于 1800mhz 手机的低功率 ) 上行 1710~1785MHZ

下行 1805~1880MHZ 。 通道号 :512—885. 为高密度的用户 .

PCS1900: 1850~1910MHZ 1930~1990MHZ

上行和下行组成一频率对 , 上行就是手机发射、机站接收；下行就是基站到手机。 例如 935-960 和 890-915 相差 45MHZ, 第二个通道上 , 上行落

后下行三个时隙 .

频道配置计算公式：fl(n)= 890.200MHz ＋（ n-1 ）′ 0.200MHz 移动台发，基站收 fh(n)= fl(n) ＋ 45MHz 基站发，移动台收 n= 1～ 124 频道

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GMS 系统

频道间隔 200KHz每个频道采用时分多址（ TDMA ）接入方式，分为 8 个时隙即 8

个信道，信道间带宽 200kHz／ 8=25kHz 。 双工收发间隔 45KHz

频率复用 在不同的地理区域上使用相同的载波频率行覆盖。 时分多址（ TDMA ）每一频点（频道或叫载频 TRX ）上可分成 8 个时隙，每一时隙为一个信道，因此，

一个 TRX 最多可有 8 个移动客户同时使用 调频技术 GMSK( 高斯最小移频键控 ) ，保证通信的秘密性和抗干扰性。 均衡 补偿通迅路径上产生产相位与幅度的非线性。 交织 将几个码字的比特混合起来，作用是去除差错及它们在码字中位置的相关性。增加正确性 加密 通过仅由移动台和基站收发台知道的加密方式修改这些信息块的内容。鉴权、信息加密、设备识别

（ IMEI ）、临时识别吗（ TMSI ）、 PIN码 (保密码、个人识别码 )

信道编码：为了检测甚至纠正传输期间产生的差错，在数据流中引入冗余，通过假如从信源数据计算得到的信息来提高其速率。信道编码的结果是一个码字流

PCM 话音编码 采用速率 8KHz/s ，输出比特速率 13KHz/s 1 ）采样：在某一瞬间测量模拟信号的值，采样频率为 8KHZ/S 。 2 ）量化：对每个样值用 8 个比特的样值来表示对应的模拟信号瞬间值。 3 ）编码：每个量化值用 8比特的二进制代码来表示，组成一串具有离散特性的信号流。

3 、关键技术

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三、 GSM 手机原理GSM 手机组成结构：软件、硬件

GSM 手机软件组成 L1（物理层）实现小区选择、帧同步、发射功率、接收功率、调频等功能 L2（数据链路层）实现数据链路管理功能 L3 （网络层）实现通信业务管理（资源管理子层、移动管理子层、连接管

理子层），包括 WAP 、 GPRS 、 SMS等 . MMI: Man-Machine interface 人 - 机界面

GSM 手机硬件组成 RF （射频）电路 BB （ BASEBAND ）基带电路 PM （ POWER MANEGER ）电源管理

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GSM 手机原理框图

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GSM 手机原理—手机功能电路一、射频电路组成

1 、天线电路：高频电磁波信号的发射和接收 2 、 LNA 电路：前置射频放大器，将微弱高频信号放大 3 、混频电路：变换频率，频谱搬移。 4 、解调电路：锁相解调器、正交鉴频解调器 5 、振荡电路： LC振荡器， RC振荡器，晶体振荡器 6 、锁相频率合成电路：将基准频率转换成一个或多个所需要的频率，包括 13MHz/26MHz 基准频率、鉴相器、分频器、 LPF 低通滤波器、压控振荡器 (VCO)

7 、功率放大电路：高频宽带功率放大器 8 、功率控制：从功率放大信号中取样反馈调控 PA 发射功率等级。二、基带电路组成 1 、 CPU ：整机的控制和信号处理 (DSP)

2 、语音编解码 3 、 D/A 、 A/D 及音频放大电路 4 、 EEPROM 、 FLASH 、 SRAM

5 、接口电路：铃声电路、背景灯电路、马达电路、键盘电路、显示电路、 SIM 卡电路三、电源管理 1 、电源管理 IC 2 、充电电路 3 、各 LDO(Low Dropout Voltage) 电路

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GSM 手机原理— MTK 手机 PCB 实物图

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四、 MTK 芯片功能介绍1 、 BASEBAND 芯片 MT6205 ： MT6205 为最早的方案，只有 GSM 的基本功能，不支持 GPRS 、 WA

P 、 MP3 功能，（ 2003 年 MP ） MT6218 ： MT6218 为在 MT6205 基础上增加 GPRS 、 WAP 、 MP3 功能。 MT6217 ： MT6217 为 MT6218 的 cost down 方案，与 MT6128 PIN TO PIN ，只

是软 件不同而已，另外 MT6217 支持 16bit 数据。（ 2004 年 MP)

MT6219 ：为 MT6218 上增加内置 AIT 的 1.3M camera 处理 IC ，增加 MP4 功能。

16bit 数据。（ 2005 年 MP ） MT6226 ：为 MT6219 cost down 产品，内置 0.3M camera 处理 IC ，支持 GPRS 、 WAP 、 MP3 、 MP4 等，内部配置比 MT6219 优化及改善，比如配蓝牙

是 可用很便宜的芯片 CSR 的 BC03 模块 USD3 即可支持数据传输（如听立体 声 MP3 等）功能。 MT6226M ：为 MT6226 高配置设计，内置的是 1.3M camera 处理 IC 。（ 2006

年 MP ） MT6228 ：内置 3.0M camera 处理 IC ，支持 GPRS 、 WAP 、 MP3 、 MP4 、 T

V-OUT

等，支持 TFT WQVGA 屏。 MT6223C ：低成本多媒体基带芯片，集成了 PMIC ，支持 10 万像素拍照。 GPRS 、 BT 、 TP 。最重要的是功耗较低。 6223P 不支持拍照功能。

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四、 MTK 芯片功能介绍MT6225 ： MT6217 的升级版本，内置 0.3M camera DSP 处理器。支持 GPRS 、 WAP 、 MP3 功能、软 MP4 。（ 2007 年 MP ） MT6229 ：处理速度更快，主频达 104MHZ ，支持基本的 GPRS 、 WAP 、 MP3 、 MP4 功能。多加了 EDGE ， 3.0 camera,video.

MT6230 ：处理速度更快，主频达 104MHZ ，支持基本的 GPRS 、 WAP 、 MP3 、 MP4 功能。多加了 EDGE ， 1.3 camera,video

MT6235 ： ARM9 主频达 208MHZ ，支持 EDGE GPRS 、 WAP 、 MP3 、 MP4 、 2/1.3M camera 。支持 16.77M COLOR WQVGA LCM 。（ 2008 年 MP ）

MT6236 ： ARM9 主频达 208MHZ ，支持 EDGE GPRS 、 WAP 、 MP3 、 MP4 、

5M camera 。支持 16.77M COLOR HVGA LCM 。内集成 BT 芯片功能。

MT6238 ： ARM9 主频达 208MHZ ，支持 EDGE GPRS 、 WAP 、 MP3 、 MP4 、

3M camera 。支持 D1 H.264 MOBILE TV 。（ 2009Q1 MP ）

MT6239 ： ARM9 主频达 208MHZ ，支持 EDGE GPRS 、 WAP 、 MP3 、 MP4 、

5M camera 。支持 D1 H.264 MOBILE TV 。（ 2009Q1 MP ） 。MT6253 ：是 MT6225 的单芯片方案，集成了 PM IC 、 RF TRANCIEVER IC 。

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四、 MTK 芯片功能介绍2 、 RF 收发器MT6129 ：单芯片 GPRS RF 收发器，支持 850 、 900 、 1800 、 1900MHZ 频段。

（ 2004 年 MP ） MT6139 ：单芯片 GPRS RF 收发器，支持 850 、 900 、 1800 、 1900MHZ 频段。

（ 2007 年 MP ）

MT6140 ：带 EDGE ，支持 850 、 900 、 1800 、 1900MHZ 频段。（ 2008 年 MP ）

3 、电源管理 IC

MT6305 、 MT6318

4 、 BT ： MT6601

5 、 FM ： MT6188

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附录：

代号 分辨率 代号 分辨率

QVGA 320*240像素 WQVGA 400*240像素

HVGA 320*480像素 VGA 640*480像素

WVGA 800*480像素 XGA 1024*480像素

常见手机 TFT 屏幕分辨率

A-GPS ：相对于传统 GPS解决方案而言，全新的 A-GPS （ AsSISted GPS ）和手机整合之后显得实用性更强， A-GPS 同样需要在手机内部内建 GSP模块，并且对手机天线需要进行相应的改造。不过和传统 GPS 定位不同的是，手机作为 GPS 应用设备不需要进行位置信息数据计算，而是将 GPS 定位数据传输给移动网络，直接由网络定位服务器进行计算，同时移动网络按照 GPS 的参考网络所产生的辅助数据，如差分校正数据、卫星运行状态等传递给手机 。 解决了 GPS首次定位的时间过长问题，只需几秒钟时间就能得到所需要的 GPS 信号和定位信息 。

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五、关于手机质量导致手机质量问题的四大因素：1 、设计不良 设计成熟度不够，可用性不好，可制造性差2 、加工不良 制造过程中造成的不良，包括贴片、测试、组装3 、来料不良 无聊来料不稳定，超过要求的不良比例4 、管理问题 文件发放、料号管理、仓库管理混乱或不规范造成的不良其中设计质量是重中之中。

衡量手机质量的几个关键测试项目1 、 ESD ：空气放电 ±9KV ，接触放电 ±5KV 。2 、静态待机电流： MTK 平台不超 1.6mA

3 、翻盖、滑盖、按键寿命： 10万次4 、跌落试验： 50CM ， 12次； 30CM ， 600次5 、电池的充放电次数达标。6 、用户模拟测试 /软件测试及场测合格。7 、天线指标： 1) 接收 RX Level ( -102dBm/8±4 )

2)整机无线灵敏度 (GSM\DCS\PCS)<=-104dBm （ GSM ）， -102 （ DCS ） （最大值）， TIS≤-102 （ GSM ）， -100 （ DCS ） 3) 无线发射功率 GSM 频段最大功率 >=31dBm(连接测试 >=32dBm) ， TRP≥27 （ 28 ） dBm

DCS 频段最大功率 >=28dBm(连接测试 >=29dBm) ， TRP≥25dBm

PCS 频段最大功率 >=28dBm(连接测试 >=29dBm) ， TRP≥25dBm

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第二部份：手机开发生产流程

一、手机开发流程

设计输入 项目立项 ID 设计 MD建模

原理图设计 PCB 设计

评审

评审

软件设计 评审

MD报价开模

PCB 制作

产品集成

试产 PP1

测试

测试

集成总结

硬件改善

结构改善

软件改善

PP1 总结

硬件改善

结构改善

软件改善

物料采购备料

物料采购备料

小批量试作 测试 小批量总结

硬件改善

结构改善

软件改善

物料采购备料

物料采购备料

MP(批量生产 )

试产 PP2

CTA入网 CTA入网

天线调试

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二、影响手机开发进度的常见问题

1 、设计频繁更改问题。包括 MD 、 HD 、 SW 的设计更改，原因在于产品定义不清淅、不明确。2 、测试中出现的各种 A 类问题： 1) 如跌落问题 2) 翻盖、滑盖寿命不合格，接插件寿命不合格。 3) 各部品测试中出现的不良。 4)RF 及通话场测 5) 软件 A类问题3 、物料供应问题。特别是结构壳料、关键电子料。

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三、手机制造流程

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三、手机制造流程

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三、手机制造流程

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三、手机制造流程

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三、手机制造流程

手机制造生产用到的工艺技术1 、 SMT 贴片技术2 、装配工艺技术3 、手工焊接技术4 、维修工艺技术5 、 IE( 工艺工程 ) 技术6 、综合测试技术